(57)【要約】【課題】ステンシルマスクの欠陥が被露光体へ転写されるのを低減し、かつ、被露光体へ転写される回路パターンの位置精度を向上させることができるステンシルマスク、露光方法、および半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】本発明のステンシルマスクでは、各単位露光領域１１〜１４に形成されたマスクパターン２１，２２を被露光体に多重露光し得るように、略同一のマスクパターン２１，２２が少なくとも２つの単位露光領域１１，１３に形成されている。従って、上記のステンシルマスクの一つの単位露光領域１１に形成されたマスクパターン２１が露光された被露光体の同一位置に、他の単位露光領域１３に形成された略同一のマスクパターン２２が重ねて露光されて、多重露光により所望の回路パターンが転写される。【選択図】図３
2005129647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクパターンが形成された単位露光領域を複数備え、各単位露光領域を被露光体に重ねて露光することにより被露光体へ所望の回路パターンを転写するステンシルマスクであって、
前記被露光体に各単位露光領域に形成されたマスクパターンを多重露光し得るように、略同一のマスクパターンが少なくとも２つの前記単位露光領域に形成された
ステンシルマスク。
【請求項２】
前記マスクパターンは、前記回路パターンと略同一の寸法により形成されている
請求項１記載のステンシルマスク。
【請求項３】
前記マスクパターンは、前記多重露光によりオーバー露光することにより前記回路パターンが転写されるように、前記回路パターンよりも寸法が縮小されている
請求項１記載のステンシルマスク。
【請求項４】
マスクパターンが形成された単位露光領域を複数備えたステンシルマスクに荷電粒子線を照射し、被露光体に対し複数の単位露光領域を重ねて露光することにより、前記被露光体に所望の回路パターンを転写する露光方法であって、
略同一のマスクパターンが少なくとも２つの前記単位露光領域に形成された前記ステンシルマスクを用いて、前記被露光体に前記マスクパターンを多重露光することにより、前記回路パターンを転写する
露光方法。
【請求項５】
前記マスクパターンは、前記回路パターンと略同一の寸法により形成されており、
前記被露光体にパターンを転写するのに必要な露光量を多重露光の回数で除した露光量をもって、前記ステンシルマスクに前記荷電粒子線を照射する
請求項４記載の露光方法。
【請求項６】
前記マスクパターンは、前記回路パターンよりも寸法が縮小されて形成されており、
前記被露光体にパターンを転写するのに必要な露光量により、前記被露光体に前記マスクパターンを多重露光することにより、各マスクパターンよりも寸法が拡大した前記回路パターンを転写する
請求項４記載の露光方法。
【請求項７】
マスクパターンが形成された単位露光領域を複数備えたステンシルマスクに荷電粒子線を照射し、被露光層に対し複数の単位露光領域を重ねて露光することにより、前記被露光層に所望の回路パターンを転写する露光工程と、前記被露光層をエッチングマスクとして下地層をエッチング加工して回路パターンを形成する工程とを有する半導体装置の製造方法であって、
前記露光工程において、略同一のマスクパターンが少なくとも２つの前記単位露光領域に形成された前記ステンシルマスクを用いて、前記被露光体に前記マスクパターンを多重露光することにより、前記回路パターンを転写する
半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記マスクパターンは、前記回路パターンと略同一の寸法により形成されており、
前記露光工程において、前記被露光体にパターンを転写するのに必要な露光量を多重露光の回数で除した露光量をもって、前記ステンシルマスクに前記荷電粒子線を照射する
請求項７記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記マスクパターンは、前記回路パターンよりも寸法が縮小されて形成されており、
前記露光工程において、前記被露光体にパターンを転写するのに必要な露光量により、前記被露光体に前記マスクパターンを多重露光することにより、各マスクパターンよりも寸法が拡大した前記回路パターンを転写する
請求項７記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に荷電粒子線を用いたリソグラフィ技術に使用されるステンシルマスク、露光方法、並びに当該露光方法を用いた半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、集積回路の高密度化に伴い、微細パターン形成技術の主流をなしてきたフォトリソグラフィはその限界が指摘され、この限界を打ち破るものとして電子ビームによるリソグラフィ（電子ビーム露光装置）が急速に進歩している。
【０００３】
特に電子線投影露光装置や電子線近接露光装置では、３００ｎｍ〜２μｍ厚のＳｉＣ、Ｓｉ、あるいはダイヤモンドなどで形成した薄膜を有したマスクを用いる（特許文献１参照）。
【０００４】
上記マスクの作製方法では、裏面をエッチングし残った薄膜領域にレジスト膜を塗布し、電子線やレーザーなどでパターンを転写、現像し、そのレジストをマスクに薄膜のエッチングを行うことでマスクパターンを形成する。特に電子線近接露光装置で使用されるマスクは、等倍のマスクであるため、マスクを作製するための電子線、あるいはレーザー描画では例えば１５ｎｍ以下の高い位置精度が求められる。
【０００５】
このようなパターンを作製するためには最新の描画装置を使用する必要があるがその仕様を満たす描画機はほとんどなく、またあっても非常に高価なマスク描画装置となる。また、ウェハへの露光の場合も同様、重ね合わせ精度は半導体の世代と共に厳しくなる一方であり、たとえマスクが高位置精度で出来ていても、それを忠実に光学系やアライメント系の誤差を最小にして如何にマスクのパターンを高精度でウェハに転写するかは問題である。また、電子線露光で使用するマスクは、ダストを防ぐペリクルが使用できないためダスト付着に起因する欠陥に非常に敏感である。
【０００６】
上記した問題を解決するマスク製造方法として、多重露光において露光パターンの位置をシフトさせた露光を導入することにより、効率的かつ高精度なマスク製造方法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００７】
一方、ウェハ上への露光方法としては、孤立した単位パターンを複数個含むパターンを部分一括露光法により露光する際に、１ショットの露光量をパターン形成に必要な露光量の１／ｎ（ｎは２以上の整数）とし、かつ、前回の露光領域と露光領域が一部重なるようにショット位置をシフトさせつつウェハの同一領域をｎ回重ねて露光する荷電粒子線を用いた露光方法が提案されている（特許文献３参照）。
【０００８】
また、ウエハへの露光方法として、同一のマスクパターンを有する２枚以上複数枚のマスクを用いて、ウェハの所定の位置にマスクパターン像を多重露光し、所望の回路パターンを得ることを特徴とする露光方法が提案されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００３−５９８１９号公報
【特許文献２】特開２００２−１１６５３号公報
【特許文献３】特開平１０−２５６１２９号公報
【特許文献４】特開２００２−１４１２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に記載の技術は、マスク上に多重露光で高精度な露光パターンを形成するものであり、ステンシルマスクを用いたウェハへの電子線露光に適用するものではない。
【００１０】
また、特許文献３に記載の技術は、孤立した単位パターンが複数個存在しない場合には適用することが不可能であり、相補分割露光を前提としたステンシルマスクを用いた電子線近接露光には適用することができない。
【００１１】
さらに、特許文献４に記載の技術は、相補露光を前提とするステンシルマスクおよびこれを用いた荷電粒子線の露光方法とは、使用するマスクの構造および露光方法において大きく異なるものである。
【００１２】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ステンシルマスクの欠陥が被露光体へ転写されるのを低減し、かつ、被露光体へ転写される回路パターンの位置精度を向上させることができるステンシルマスク、露光方法、および半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するため、本発明のステンシルマスクは、マスクパターンが形成された単位露光領域を複数備え、各単位露光領域を被露光体に重ねて露光することにより被露光体へ所望の回路パターンを転写するステンシルマスクであって、前記被露光体に各単位露光領域に形成されたマスクパターンを多重露光し得るように、略同一のマスクパターンが少なくとも２つの前記単位露光領域に形成されたものである。
【００１４】
本発明のステンシルマスクでは、各単位露光領域に形成されたマスクパターンを被露光体に多重露光し得るように、略同一のマスクパターンが少なくとも２つの単位露光領域に形成されている。
従って、上記のステンシルマスクの一つの単位露光領域に形成されたマスクパターンが露光された被露光体の同一位置に、他の単位露光領域に形成された略同一のマスクパターンが重ねて露光されて、多重露光により所望の回路パターンが転写される。
【００１５】
上記の目的を達成するため、本発明の露光方法は、マスクパターンが形成された単位露光領域を複数備えたステンシルマスクに荷電粒子線を照射し、被露光体に対し複数の単位露光領域を重ねて露光することにより、前記被露光体に所望の回路パターンを転写する露光方法であって、略同一のマスクパターンが少なくとも２つの前記単位露光領域に形成された前記ステンシルマスクを用いて、前記被露光体に前記マスクパターンを多重露光することにより、前記回路パターンを転写する。
【００１６】
本発明の露光方法では、まず、ステンシルマスクの一つの単位露光領域に形成されたマスクパターンを被露光体に露光する。次に、先の単位露光領域に重ね合わさるように他の単位露光領域のマスクパターンを被露光体に露光する。これにより、被露光体に略同一のマスクパターンが多重露光されて、所望の回路パターンが転写される。
【００１７】
上記の目的を達成するため、本発明の半導体装置の製造方法は、マスクパターンが形成された単位露光領域を複数備えたステンシルマスクに荷電粒子線を照射し、被露光層に対し複数の単位露光領域を重ねて露光することにより、前記被露光層に所望の回路パターンを転写する露光工程と、前記被露光層をエッチングマスクとして下地層をエッチング加工して回路パターンを形成する工程とを有する半導体装置の製造方法であって、前記露光工程において、略同一のマスクパターンが少なくとも２つの前記単位露光領域に形成された前記ステンシルマスクを用いて、前記被露光体に前記マスクパターンを多重露光することにより、前記回路パターンを転写する。
【００１８】
本発明の半導体装置の製造方法では、露光工程において、まず、ステンシルマスクの一つの単位露光領域に形成されたマスクパターンを被露光層に露光する。次に、先の単位露光領域に重ね合わさるように他の単位露光領域のマスクパターンを被露光層に露光する。これにより、被露光層に略同一のマスクパターンが多重露光されて、所望の回路パターンが転写される。回路パターンが転写された被露光層をエッチングマスクとして、当該被露光層の下地層をエッチング加工することにより、回路パターンが形成される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のステンシルマスクおよび露光方法によれば、多重露光により、ステンシルマスクの欠陥が被露光体へ転写されるのを低減することができ、かつ多重露光の平均化作用により、被露光体へ転写される回路パターンの位置精度を向上させることができる。また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、正確な転写パターンを被露光層に形成できることから、これを用いて下地層をエッチング加工することにより形成される回路パターンの精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、電子線近接露光に用いられるステンシルマスクについて説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係るステンシルマスクの概略構成を示す平面図である。
本実施形態に係るステンシルマスク１は、図中点線で区分けした右上の第１の単位露光領域１１と、図中点線で区分けした左上の第２の単位露光領域１２と、図中点線で区分けした左下の第３の単位露光領域１３と、図中点線で区分けした右下の第４の単位露光領域１４の４つの単位露光領域を有する。被露光体に転写すべき回路パターンは、各単位露光領域１１〜１４に分割して形成され、各単位露光領域１１〜１４を重複して被露光体の同じ位置に露光する（相補露光）ことにより、被露光体に回路パターンが転写される。
【００２２】
各単位露光領域１１〜１４は、薄膜３と、薄膜３の強度を補強するための梁部４とを有する。薄膜３は、３００ｎｍ〜２μｍ厚のＳｉ、ＳｉＣ、ダイアモンド等により形成される。基板２および梁部４の厚さは、例えば７００μｍ程度である。
【００２３】
等倍近接露光では、被露光体に転写すべき回路パターンと等倍のマスクパターンが各単位露光領域１１〜１４の薄膜３に形成される。梁部４の位置には、マスクパターンを配置できず、この結果、梁部４に対応する位置には、被露光体にパターンを転写できない。従って、各単位露光領域１１〜１４を重ねた際に梁部４の位置がずれるように、梁部４が配置されている。
【００２４】
このように梁部４を配置することにより、被露光体の全ての位置に、多重露光が可能なように構成される。相補露光とは、１つの層のパターンの集合体である回路パターンを複数の単位露光領域に分割し、単位露光領域を重ねて露光することにより、一つの回路パターンを被露光体に転写することを称する。多重露光とは、同一のマスクパターンを重ねて転写することを称する。
【００２５】
図２は、単位露光領域の要部斜視図である。
図２に示すように、単位露光領域１１〜１４には、薄膜３と薄膜３の強度を補強する梁部４が複数形成されており、薄膜３には、薄膜３を貫通する開口５によりマスクパターンが形成される。開口５よりなるマスクパターンは、被露光体へ転写する回路パターンと略同一の寸法により形成されている。
【００２６】
本実施形態に係るステンシルマスクでは、各単位露光領域１１〜１４に形成されたマスクパターンを被露光体に多重露光し得るように、略同一のマスクパターンが少なくとも２つの単位露光領域に形成されている。
【００２７】
次に、本実施形態に係るステンシルマスクを用いた露光方法について、図３〜図４を参照して説明する。本実施形態では、被露光体へ転写する回路パターンとして、コンタクトホールパターンを例にとり説明する。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、例えば、第１の単位露光領域１１に形成されたコンタクトホールパターンからなるマスクパターン２１に着目した場合には、マスクパターン２１と略同一の形状のマスクパターン２２を他の単位露光領域、例えば第３の単位露光領域１３に形成しておく。ここで、第１の単位露光領域１１と第３の単位露光領域１３を重ねて露光した場合に、マスクパターン２１とマスクパターン２２とが被露光体に対して同一の位置に転写されるように、マスクパターン２２が第３の単位露光領域１３の所定位置に形成される。
【００２９】
なお、第１の単位露光領域１１および第３の単位露光領域１３の他の位置や、第２の露光領域１２および第４の単位露光領域１４にも同様にコンタクトホールパターンが形成されるが、説明の簡略化のため図示は省略し、マスクパターン２１およびマスクパターン２２のみに着目して説明する。なお、マスクパターン２１，２２は、回路パターンであるコンタクトホールパターンを必要に応じて相補分割したものである。
【００３０】
上記のステンシルマスクを用いた被露光体への露光では、まず、図３（ａ）に示す位置に位置合わせされたステンシルマスクの全ての単位露光領域１１〜１４に電子線を照射して、単位露光領域１１〜１４に形成されたマスクパターン２１，２２を含む全てのマスクパターンを被露光体に転写する。
【００３１】
次に、図３（ｂ）に示すように、一つの単位露光領域分だけステンシルマスクを右へ移動させ、ステンシルマスクの全ての単位露光領域１１〜１４に電子線を照射して、単位露光領域１１〜１４に形成されたマスクパターン２１，２２を含む全てのマスクパターンを被露光体に転写する。これにより、図３（ａ）に示す工程で露光したパターンに重ねて、被露光体にパターンが転写される。
【００３２】
次に、図４に示すように、一つの単位露光領域分だけステンシルマスクを上へ移動させ、ステンシルマスクの全ての単位露光領域１１〜１４に電子線を照射して、単位露光領域１１〜１４に形成されたマスクパターン２１，２２を含む全てのマスクパターンを被露光体に転写する。これにより、マスクパターン２１，２２に着目すると、図３（ａ）で示す工程でマスクパターン２１が露光された被露光体の同一の位置に、マスクパターン２２が重ねて転写されて、２重露光により転写パターン（回路パターン）Ｐが形成される。
【００３３】
以上のように、被露光体に対するステンシルマスクの位置を、上下左右に１つの単位露光領域分だけ移動させて露光する工程を繰り返すことにより、被露光体に、全ての単位露光領域が重ねて転写されて、所望の回路パターンが転写される。
【００３４】
半導体装置の製造工程では、露光工程が終了した後、被露光体の被露光層（レジスト）を現像して、被露光層に回路パターンを形成し、被露光層をエッチングマスクとして下地層をエッチング加工して回路パターンを形成することにより、回路パターンの層が形成される。上記の露光工程とエッチング工程を繰り返すことにより、半導体集積回路が製造される。
【００３５】
図５は、本実施形態に係るステンシルマスクを用いた多重露光について説明するための図である。図５には、第１の単位露光領域１１のマスクパターン２１と、第３の単位露光領域１３のマスクパターン２２とを抜き出して図示している。
【００３６】
上記したように、本実施形態では、１つの単位露光領域のマスクパターン２１と、他の単位露光領域のマスクパターン２２とを重複して露光し、これにより１つの転写パターンＰを形成することを特徴としている。
【００３７】
すなわち、図５に示すように、第１の単位露光領域１１のマスクパターン２１と、第３の単位露光領域１３のマスクパターン２２とを２つ重ねている。ここで、一つのマスクパターン２１あるいは２２を被露光体に露光する露光量は、被露光体に転写パターンＰを形成するのに必要な露光量を多重露光の回数で除した露光量とする。本例では、２重露光のため、被露光体に転写パターンＰを形成するのに必要な露光量を２で除した露光量とする。被露光体に転写パターンＰを形成するのに必要な露光量とは、一つのマスクパターンと略同じ寸法の転写パターンＰを形成するのに必要な露光量と定義する。露光量は、例えば露光時間により調整される。従って、一つのマスクパターン２１あるいは２２を被露光体に露光する露光量が半分になることは、露光時間が半分になり、露光のスループットが２倍になる。
【００３８】
上記の本実施形態に係るステシルマスクおよびこれを用いた露光方法の効果について説明する。
【００３９】
ステンシルマスクに開口からなるマスクパターンを高精度に形成することは非常に困難である。ここで、ステンシルマスクにおける各単位露光領域１１〜１４に形成されたマスクパターンの理想位置からの変位は、ガウス分布に従うと考えられる。
ステンシルマスクに形成されたマスクパターンを１回露光することにより被露光体に転写パターンを形成する場合には、ステンシルマスクに形成された開口よりなるマスクパターンの位置精度が、被露光体に形成される転写パターンＰの位置精度にそのまま反映される。
【００４０】
これに対し、本実施形態のように、略同一のマスクパターン２１，２２を２重露光することにより、被露光体に転写パターンＰを形成するようにすれば、マスクパターンの変位が平均化された転写パターンＰが得られる。従って、ステンシルマスクへのパターン形成精度が、被露光体の転写パターンの精度に影響する度合いを緩和することができ、被露光体に形成される転写パターンＰの精度を向上させることができるという効果を有する。また、多重露光による平均化により、マスクパターン２１，２２に線幅ばらつきがある場合にも、転写パターンの線幅の均一性を向上させることができる。
【００４１】
第２に、多重露光によりステンシルマスクの欠陥が被露光体へ転写されるのを低減することができるという効果も有する。図６は、本実施形態に係るステンシルマスクを用いた露光方法による効果を説明するための図である。図６では、１回目の露光に使用するマスクパターン２１に凸欠陥２１ａが生じているが、２回目の露光に使用するマスクパターン２２は設計パターン通りに形成されている例を示す。
【００４２】
多重露光のうちの１回目の露光により、マスクパターン２１は凸欠陥２１ａとともに被露光体に露光される。そして、２回目の露光により、設計パターン通りに形成された欠陥のないマスクパターン２２が被露光体に露光される。
【００４３】
上記のマスクパターン２１，２２を多重露光することにより被露光体に形成される転写パターンＰは、マスクパターン２１の凸欠陥２１ａが鈍った形となって転写される。これは、マスクパターン２１の凸欠陥２１ａは、マスクパターン２２には存在しないことから、凸欠陥２１ａの部分の露光量は、転写パターンを形成するのに必要な露光量の半分のみとなり、被露光体、より詳細にはレジストを解像する露光量のしきい値に達していないため完全には転写されないからである。
【００４４】
従って、本実施形態に係るステンシルマスクを用いた露光方法では、ステンシルマスクに形成されたマスクパターンに欠陥が発生しても、欠陥の大きさが小さくなって転写され、あるいは、欠陥が転写されずに正常な転写パターンが得られる。
【００４５】
さらに、例えば、２重露光の場合には、一つの単位露光領域を露光する露光時間が、２重露光を行わない場合に比べて半分となることから、露光のスループットが２倍になるという効果も有する。
【００４６】
さらに、上記の露光方法を露光工程に適用した本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、正確な転写パターンを被露光層に形成できることから、これを用いて下地層をエッチング加工することにより形成される回路パターンの精度を向上させることができる。また、露光工程のスループットを２倍にすることにより、全体として半導体装置の製造処理時間を短縮させることができる。
【００４７】
（第２実施形態）
図７は、本実施形態に係るステンシルマスクおよびこれを用いた露光方法を説明するための図である。
【００４８】
図７に示すように、本実施形態では、例えば第１の単位露光領域１１に形成されるマスクパターン２１は、被露光体に転写する回路パターンの寸法（図中点線で示す）よりも寸法が縮小されて形成されている。同様に、例えば第３の単位露光領域１３に形成されるマスクパターン２２は、被露光体に転写する回路パターンの寸法（図中点線で示す）よりも寸法が縮小されて形成されている。マスクパターン２１とマスクパターン２２は、略同一の寸法により形成されている。
【００４９】
そして、図７に示すように、第１の単位露光領域１１のマスクパターン２１と、第３の単位露光領域１３のマスクパターン２２とを２つ重ねて露光することによりマスクパターン２１，２２よりも大きい転写パターンＰを形成する。ここで、一つのマスクパターン２１あるいは２２を被露光体に露光する露光量は、多重露光をせずに被露光体に転写パターンＰを形成するのに必要な露光量と略同じとする。従って、マスクパターン２１，２２を２重露光することにより、被露光体はオーバー露光される。
【００５０】
図８は、露光量と転写パターン寸法との関係を示す図である。図８では、等倍近接露光のＬＥＥＰＬ（low energy electron beam proximity projection lithography)技術によりコンタクトホールを露光した場合を示す。
【００５１】
図８に示すデータは、８０ｎｍ径のコンタクトホール用のマスクパターンをウエハに露光して得られたもので、この場合の基準露光量をＡｅｏｐ（μＣ／ｃｍ2 ）とし、このときのレジストに転写されるコンタクトホールパターンの径をＷｅｏｐ（ｎｍ）とすると、Ａｅｏｐが２．６μＣ／ｃｍ2 となり、Ｗｅｏｐが８０ｎｍとなる。ここで、マスクのマスクパターンの寸法と同じ寸法の転写パターン（レジストパターン）がウエハＷに形成される場合の露光量を基準露光量とする。
【００５２】
図８に示すように、８０ｎｍ径のマスクパターンへの露光量を基準露光量Ａｅｏｐよりも増加させていくと、現像後に得られる転写パターンの径が増加することがわかる。反対に、露光量を基準露光量Ａｅｏｐよりも減少させていくと、現像後に得られる転写パターンの径が減少することがわかる。基準露光量よりも増加させた露光量で露光することをオーバー露光と称する。
【００５３】
図８に示すように、一定の露光量まで増加させると、被露光体に形成される転写パターンの径がこれ以上は増加せず寸法が安定することがわかる。このときの露光量をＡ（μＣ／ｃｍ2 ）とし、このときのレジストに転写されるコンタクトホールパターンの径をＷ（ｎｍ）とする。
【００５４】
図８に示す結果から、被露光体に転写する転写パターンと寸法が等しいマスクパターンをステンシルマスクに形成し、露光工程において基準露光量Ａｅｏｐを目標値として露光しようとすると、基準露光量からの露光量の変動により転写パターンの寸法が影響を受けることがわかる。
【００５５】
従って、ステンシルマスクに形成するマスクパターン２１，２２のそれぞれに対し基準露光量で露光し、２重露光によるオーバー露光の結果、転写パターンの寸法が増加する分だけ各マスクパターン２１，２２の寸法を縮小させておく。このように、目的とする転写パターンよりもアンダーサイズのマスクパターンをステンシルマスクに形成し、このステンシルマスクのマスクパターン２１，２２のそれぞれに対し基準露光量で露光し、結果としてオーバー露光することにより所望の転写パターンを得るようにすれば、転写パターンの寸法精度が、露光量の変動により影響を受けることを抑え、安定した寸法の転写パターンを被露光体に転写することができる。
【００５６】
さらに、それぞれのマスクパターン２１，２２を基準露光量で露光することから、例えば、同じ単位露光領域１１〜１４内に、多重露光されるマスクパターンと多重露光されないマスクパターンが混在している場合でも、多重露光の有無にかかわらず全ての転写パターンＰを形成できるという効果も有する。
【００５７】
その他、第１実施形態と同様の効果、すなわち、多重露光による平均化作用により転写パターンの位置精度の向上と、欠陥転写性の低減を図ることができる。さらに、上記の露光方法を露光工程に適用した本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、正確な転写パターンを被露光層に形成できることから、これを用いて下地層をエッチング加工することにより形成される回路パターンの精度を向上させることができる。
【００５８】
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
本実施形態では、電子線を用いた例について説明したが、荷電粒子線であれば、電子線以外にもイオンビームを用いることもできる。また、本実施形態では、４つの単位露光領域をもつステンシルマスクの例について説明したが、これに限定されるものではない。また、本実施形態では、コンタクトホールパターンの例について説明したが、ライン系のパターンにも同様に適用可能である。さらに、本実施形態では、２重露光する例を説明したが、１枚のマスク上にレイアウトが可能な限り、３重露光することも可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１実施形態に係るステンシルマスクの概略構成を示す平面図である。
【図２】単位露光領域の要部斜視図である。
【図３】第１実施形態に係るステンシルマスクを用いた露光方法について説明するための図である。
【図４】第１実施形態に係るステンシルマスクを用いた露光方法について説明するための図である。
【図５】第１実施形態に係るステンシルマスクを用いた多重露光について説明するための図である。
【図６】第１および第２実施形態に係るステンシルマスクを用いた露光方法による効果を説明するための図である。
【図７】第２実施形態に係るステンシルマスクおよびこれを用いた露光方法を説明するための図である。
【図８】露光量と転写パターン寸法との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…ステンシルマスク、２…基板、３…薄膜、４…梁部、５…開口、１１…第１の単位露光領域、１２…第２の単位露光領域、１３…第３の単位露光領域、１４…第４の単位露光領域、２１…マスクパターン、２２…マスクパターン、Ｐ…転写パターン
【図１】
2005129647.tif 000003
【図２】
2005129647.tif 000004
【図３】
2005129647.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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